[发明专利]一种自主式扫雷排爆机械手

说明书

本发明涉及一种可自主抓取未爆弹药或地雷的扫雷排爆机械手，主要包括手臂及底座、液压系统、环境感知系统、控制系统等组成，所述手臂及底座由旋转底座、支撑臂、动臂、斗臂和抓手等组成，作为机械手的结构承载件，用于地雷或未爆弹药的抓取、移动等作业；该方案结构巧妙紧凑，由环境感知系统自主地识别目标物，自主地控制抓手去抓取地雷或未爆弹药，可有效减轻地雷或未爆弹药爆炸对操作人员的安全威胁，提高了该类无人作业效率，填补该类器材装备的空白。

技术领域

本发明涉及一种扫雷排爆机械手，具体涉及一种可以自主地抓取地雷或未爆弹药的扫雷排爆手，属于扫雷装置技术领域。

背景技术

地雷作为一种杀伤效果好、成本低廉的防御性武器，广泛应用于全球的局部冲突中，同时在冲突中，未爆弹药也成为阻碍部队前进的主要障碍，同时也给战后重建了重大威胁。因此，扫除雷场，排除未爆弹药，成为战时战后均要普遍关注的重难点问题。

无论地雷还是未爆弹药，均具有爆炸性，在扫除地雷或排除未爆弹药时，均存在随时爆炸的危险，给排爆作业人员和周边环境均带来安全威胁。随着现在无人化、图像识别和传感器等技术的发展，无人化越来越成为高风险作业平台的首选。而无人化扫雷排爆作业车，让人员远离爆炸作业现场，达到安全、便携清除的目的。但无人化远距离作业，也带来了地雷或未爆弹药的位置识别难题。作业手通过视频系统进行远距离操作时，难以准确地判断目标物与抓手的位置关系，给扫雷排爆工作带来了一定地难题和风险,现有技术中虽然也有相关的装置部件，但是结构比较复杂，并且精确度较差，因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种自主式扫雷排爆机械手，该方案结构巧妙紧凑，由环境感知系统自主地识别目标物，自主地控制抓手去抓取地雷或未爆弹药，可有效减轻地雷或未爆弹药爆炸对操作人员的安全威胁，提高了该类无人，填补该类器材装备的空白。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种自主式扫雷排爆机械手，所述机械手包括手臂及底座、液压系统、环境感知系统以及控制系统，所述控制系统设置在手臂及底座上，所述液压系统连接控制系统，所述环境感知系统包括水平摄像头和垂直摄像头，所述垂直摄像头设置在手臂及底座。

作为本发明的一种改进，所述手臂及底座包括旋转底座、支撑臂、动臂、斗臂、抓臂以及抓手，所述抓手连接抓手马达，所述支撑臂固定安装在选装底座上，所述斗臂设置在抓臂和动臂之间，所述动臂与支承臂、所述动臂与斗臂、所述斗臂与抓臂之间，均通过旋转轴连接，并且各旋转轴上均安装有角度传感器，用于测量各臂旋转的角度，从而得出手臂的移动轨迹，其结构形式小且直，便于在小型化扁平的无人平台上安装和存放。

作为本发明的一种改进，所述液压系统包括支撑缸、动臂缸、抓臂缸、抓手马达、抓手缸以及手臂马达，所述支撑缸设置在支撑臂上，所述动臂缸连接动臂，所述抓臂缸连接抓臂，所述抓手缸设于抓手内部，抓手缸伸缩来推动抓手的抓取和放下。所述液压系统各执行元器件，在所述控制器控制下，所述支撑缸伸缩拉动所述动臂绕轴旋转，从而产生向下或向上的角度，带动所述斗臂向上或向下运动；所述动臂缸伸缩带动所述斗臂向上或向下运动，从而实施所述抓手向前或向后；所述斗臂缸伸缩带动所述抓手向上或向下，从而实现抓手提升或下降。所述抓手马达旋转，调整所述抓手抓取的角度，实现所述抓手开口方向与弹轴向一致，便于所述抓手抓取；所述手臂马达用于手臂整体旋转，调整机械手与目标物位置与角度。